Прогноз погоды: понятие, методы и средства¶

Прогноз погоды — это заключение о состоянии атмосферы в определённой точке земного шара в будущем или прошлом, составленное на основе наблюдений, данных измерений и математического моделирования. Прогнозы погоды подразделяются по сроку прогнозирования (краткосрочные — до 2–3 суток, среднесрочные — до 10 суток, долгосрочные — до 30 суток и сезонные), по территории (местные, региональные, глобальные) и по виду прогнозируемых элементов (температура воздуха, осадки, ветер, облачность, атмосферное давление и другие).

¶История

Попытки предсказания погоды предпринимались с древности, однако научный прогноз стал возможен лишь после создания сети метеорологических станций и развития синоптического метода. В 1835 году немецкий физик Генрих Вильгельм Дорфбургер впервые предложил использовать телеграф для передачи метеоданных, что позволило составлять синоптические карты. В 1856 году француз Урбен Леверье основал первое в мире бюро прогноза погоды при Парижской обсерватории.

В России развитие прогноза погоды связано с именем Александра Ивановича Воейкова, основоположника русской климатологии и синоптической метеорологии. В 1864 году он организовал в Петербурге «Службу погоды», начавшую регулярную выдачу прогнозов. В 1872 году в России была создана первая постоянная сеть метеостанций, насчитывавшая к концу XIX века более 100 пунктов.

¶Методы прогнозирования

Современный прогноз погоды строится на трёх основных подходах:

• Синоптический метод — анализ карт атмосферного давления, фронтов и воздушных течений для выявления закономерностей движения воздушных масс. Основан на работах Вильгельма Бергеса и других учёных начала XX века.
• Аналоговый (статистический) метод — сравнение текущей синоптической ситуации с аналогичными ситуациями из прошлого. Требует большого массива исторических данных.
• Математическое (динамическое) моделирование — численное решение уравнений гидродинамики и термодинамики атмосферы на суперкомпьютерах. Впервые численный прогноз был выполнен в 1922 году английским физиком Льюисом Фраем Ричардсоном, а первые успешные расчёты на ЭВМ выполнены в 1950-х годах группой Юргена Шуманна и Джошуа Барклая.

В настоящее время численные модели являются основой прогноза погоды. Крупнейшими глобальными моделями считаются GFS (США, National Centers for Environmental Prediction), ECMWF (Европейский центр среднесрочных прогнозов), а также российская модель «Метеор-М» и региональные модели Гидрометцентра России.

¶Средства наблюдения

Для составления прогноза используется множество источников данных:

В России наблюдения проводятся в рамках Единой гидрометеорологической службы (ЕГМС), объединяющей станции Росгидромета. На начало 2020-х годов в стране действовало более 1200 метеостанций, из которых около 500 — с полными наблюдениями.

¶Сроки прогнозирования

Прогнозы погоды классифицируются по горизонту прогнозирования:

1. Оперативный (0–6 часов) — предупреждения о грозах, шкалах, граде, торнадо.
2. Краткосрочный (1–3 суток) — наиболее точный, вероятность совпадения прогноза с фактической погодой достигает 90–95 %.
3. Среднесрочный (4–10 суток) — точность постепенно снижается, к 10-му дню составляет около 70–80 %.
4. Долгосрочный (11–30 суток) — даёт общую тенденцию (тепло/холодно, влажно/сухо), точность на уровне 55–65 %.
5. Сезонный (1–3 месяца) — основан на данных о циркуляции атмосферы, температуре океана (Эль-Ниньо, Ла-Нинья) и других факторах.

¶Точность прогноза

Точность прогноза погоды ограничена принципиально: атмосфера является хаотической системой, чувствительной к начальным условиям (эффект бабочки, описанный Эдвардом Лоренцом в 1960-х годах). Практически достоверный прогноз невозможен далее чем на 10–14 суток вперёд. С 1980-х по 2020-е годы точность прогноза на 3 суток выросла примерно на 20 % за счёт совершенствования моделей и расширения наблюдательной сети.

¶Прогноз погоды в России

Основным источником официальных прогнозов погоды в России является Гидрометцентр России, основанный в 1921 году по инициативе Владимира Ивановича Кёппена. Прогнозы публикуются на официальном сайте, передаются по телевидению и радио, а также распространяются через Федеральную службу по чрезвычайным ситуациям в виде предупреждений об опасных явлениях.

Для получения прогноза на конкретный день (включая понедельник или любой другой день недели) используются официальные сервисы Гидрометцентра, мобильные приложения, а также международные сервисы — например, Европейский центр среднесрочных прогнозов (ECMWF) и американский NWS.

¶Применение

Прогнозы погоды используются в широком спектре отраслей:

• Сельское хозяйство — планирование посевных и уборочных работ, защита посевов от заморозков.
• Авиация — TAF-прогнозы для аэропортов, SIGMET-предупреждения о опасных явлениях.
• Морской транспорт — прогнозы волнения, ветра и видимости.
• Энергетика — прогноз выработки ВЭС и СЭС, планирование нагрузки.
• Строительство — учёт осадков и температур при бетонных работах.
• Туризм и спорт — планирование мероприятий на открытом воздухе.

¶См. также

• Метеорология
• Численное прогнозирование погоды
• Гидрометцентр России
• Синоптическая карта

¶Источники

• Воейков А. И. «Циклоны и антициклоны в Европейской России». СПб., 1881.
• Гидрометцентр России. Официальный сайт.
• Ричардсон Л. Ф. «Weather Prediction by Numerical Process». Cambridge, 1922.
• Лоренц Э. «Детерминированное непериодическое течение». 1963.
• ECMWF. Documentation of the Integrated Forecasting System.